SK285328B6 - Spôsob dekarbonatizácie toku plynu - Google Patents
Spôsob dekarbonatizácie toku plynu Download PDFInfo
- Publication number
- SK285328B6 SK285328B6 SK1327-2000A SK13272000A SK285328B6 SK 285328 B6 SK285328 B6 SK 285328B6 SK 13272000 A SK13272000 A SK 13272000A SK 285328 B6 SK285328 B6 SK 285328B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- adsorption zone
- adsorbent
- adsorption
- pressure
- zeolite
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/16—Alumino-silicates
- B01J20/18—Synthetic zeolitic molecular sieves
- B01J20/183—Physical conditioning without chemical treatment, e.g. drying, granulating, coating, irradiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
- B01D2253/108—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
- B01D2253/108—Zeolites
- B01D2253/1085—Zeolites characterized by a silicon-aluminium ratio
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/24—Hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/80—Water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Spôsob dekarbonatizácie tokov plynu, výhodne vzduchu, kontaminovaných CO2, v ktorom tok plynu, ktorý sa má vyčistiť, sa v adsorpčnej zóne privedie dostyku s najmenej jedným adsorbentom, pozostávajúcim v podstate zo zeolitu typu NaLSX s pomerom Si/Al od 1 do 1,15, vymeneného sodíkom na stupeň výmeny väčší alebo rovnajúci sa 98 %, pričom stupeň výmeny je vyjadrený ako pomer medzi počtom iónov sodíka a počtom atómov hliníka v tetraédrickej polohe a zvyšok výmennej kapacity je obsadený iónmi draslíka, aglomerovaným so spojivom, pričom obsah zvyškového inertného spojiva v adsorbente je menší alebo rovnajúci sa 20 % hmotn.
Description
Oblasť techniky
Vynález sa týka čistenia tokov plynu, znečistených oxidom uhličitým, najmä čistenia vzduchu pred krokmi separácie N2/O2.
Doterajší stav techniky
Výroba čistých plynov, najmä N2 a O2 z atmosférického vzduchu, je priemyselnou operáciou, ktorá sa vykonáva vo veľkom meradle a môže využívať buď kryogénne procesy, alebo adsorpčné procesy na základe princípu adsorpcie s kolísaním tlaku (PSA), adsorpcie s kolísaním teploty (TSA) alebo kombinácie oboch (PTSA). Ďalej, mnohé plyny, získané z priemyselných procesov, obsahujú veľké množstvá oxidu uhličitého, ktorý sa často oplatí vyčistiť.
Výroba N2 alebo O2 zo vzduchu vyžaduje čistenie pred faktickým krokom separácie, pretože keď sa uskutočňujú kryogénne procesy, voda alebo oxid uhličitý, ktoré sú prítomné v dodávanom vzduchu, môžu spôsobiť blokovanie zariadenia v dôsledku skutočnosti, že tieto operácie sa vykonávajú pri teplotách, ktoré sú oveľa nižšie než body mrazu týchto nečistôt. V adsorpčných procesoch sa voda a oxid uhličitý adsorbujú silnejšie než dusík a vedú z dlhodobého hľadiska k otráveniu adsorbenta s následným znížením jeho očakávanej životnosti.
V týchto procesoch sa veľmi široko používa zeolit faujazitového typu (13X, v ktorom je pomer Si/AI väčší než 1,2), na elimináciu oxidu uhličitého, pričom zachytávanie vody sa vo všeobecnosti uskutočňuje na lôžku z oxidu hlinitého, umiestnenom nad lôžkom z molekulových sít. Regenerácia je typu PTSA, t. j. mierny vzrast teploty na asi 115 °C sa kombinuje s poklesom tlaku. S týmito opatreniami plyn, ktorý prichádza do lôžka, pozostáva len z N2 a O2 s asi 1 % objem, argónu, ktoré adsorpčné správanie sa dá prirovnať k správaniu kyslíka.
Už dlho bolo známe, že zeolit X je lepším adsorbentom oxidu uhličitého než silikagél alebo aktívne uhlie (US patent č. 2 882 244). Tento patent tiež uvádza poznatok, že selektivita vzhľadom na rôzne adsorbenty sa mení s teplotou a tlakom.
US patent č. 3 885 927 (27.5.1975) opisuje, že adsorpcia CO2 sa dá uskutočniť na zeolite X, vymenenom na viac než 90 % s báriom: pri týchto podmienkach obsah CO2 v plyne neprekročí 1000 ppm a teplota môže byť medzi -40 °C a 50 °C.
Európska patentová prihláška č. 88 10 7209.4 (5. 5. 1988) opisuje, že zeolit X, vymenený so stronciom, sa tiež dá použiť na uskutočnenie tohto čistenia.
Vplyv viacerých vymeniteľných katiónov na adsorpciu CO2 na zeolite študovali Barrer a kol. v „Molecular Sieves“ („Molekulové sitá“) (Soc. Chim. Ind., Londýn 1968, str. 233) a Coughlan a kol. v „J.C.S. Faraday“, 1, 1975, 71, 1809. Tieto štúdie ukazujú, že schopnosť zeolitu adsorbovať CO2 sa zvyšuje, keď sa znižuje pomer Si/Al až na hraničnú hodnotu 1,2, pričom jeho nižšia hodnota sa nesledovala.
Zeolit X, ktorý má pomer Si/Al blízky k 1,25 a ktorý sa bežne používa, je veľmi selektívny na CO2 a je tým selektívnejší, čím nižšia je teplota. Pri teplotách blízkych teplotám okolia sa efektívnosť silne znižuje v dôsledku konkurencie s dusíkom, ktorý je prítomný v oveľa väčších mólových podieloch. Pomer N2/CO2 v okolitom vzduchu (s CO2 ~ 300/400 vpm) je približne 3000. Je teda vo všeobecnosti podstatné vybaviť dekarbonatizačný stupeň chladiacim systémom tak, aby sme sa vyhli zvýšeniu teploty pri adsorpcii, pričom toto zvýšenie môže byť veľké (niekoľko desiatok stupňov) v dôsledku vysokého adsorpčného tepla.
US patent č. 5 531 808 (2. 7. 1996) opisuje, že CO2 sa môže adsorbovať veľmi efektívne s použitím zeolitu typu X s pomerom Si/Al menším než 1,15. Výhodou oproti „štandardnému“ zeolitu X je skutočnosť, že už nie jc potrebné znižovať teplotu v dekarbonatizačnom kroku s použitím chladiacej jednotky, pretože efektívnosť zeolitu je taká, že selektívnosť na CO2 v porovnaní s dusíkom zostane vysokou dokonca až do 50 °C.
Pozorovalo sa, že schopnosť zeolitu NaLSX adsorbovať CO2 sa zvyšuje, ak sa zvyšuje úroveň výmeny so sodíkom. Ale tiež sa pozorovalo, že zvýšenie efektívnosti začína dosahovať určitú úroveň, keď sa dosiahnu stupne výmeny asi 90 %, takže nie je zjavná žiadna ďalšia výhoda pri nútenej výmene za 95 %. Pozorovalo sa len, že toto platí pre spôsob, uskutočnený pri pomerne vysokých parciálnych tlakoch CO2: veľmi podstatné zvýšenie efektívnosti sa dá dosiahnuť pre odstraňovanie oxidu uhličitého pri nízkych parciálnych tlakoch CO2 asi 200 Pa (2 mbar) so zeolitmi LSX, v ktorých je stupeň výmeny so sodíkom (definovaný ako mólový pomer medzi iónmi sodíka a atómami hliníka v tetraédrickej polohe, pričom zvyšok je draslík) najmenej 98 %.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je spôsobu dekarbonatizácie tokov plynov a najmä vzduchu, ktorý spočíva v privedení uvedeného toku plynu do styku so zeolitovým adsorbentom typu NaLSX, pričom tento adsorbent pozostáva zo zeolitu X s pomerom Si/Al od 1 do 1,15, v ktorom stupeň výmeny sodíka je najmenej 98 %, zvyšok výmennej kapacity je obsadený iónmi draslíka, aglomerovaného so spojivom, a pri ktorom obsah zvyškového inertného spojiva v adsorbente je menší než 20 % hmotn. a výhodne nie väčší než 5 % hmotn.
V priemyselných podnikoch sa ukazuje byť použitie zeolitových adsorbentov vo forme aglomerátov výrazne výhodnejšie než použitie práškov, pretože počas manipulácie s práškami sa napríklad počas fáz plnenia a vyprázdňovania lôžok adsorbentov dá ťažko vyhnúť občasným stratám práškového materiálu najmä v dôsledku prchavosti práškov, čo nie je zvlášť nákladovo efektívne pre priemyselného výrobcu.
Na druhej strane práškové aglomeráty, ako sú granuly, pelety, platničky atď. nemajú takéto nevýhody.
Zeolitové aglomeráty s obsahom spojiva väčším než 5 % hmotn. sa dajú získať bežne zmiešaním kryštalického zcolitového prášku s vodou a spojivom (obyčajne v práškovej forme), po čom nasleduje rozprašovanie tejto zmesi na zeolitové aglomeráty, ktoré pôsobia ako aglomeračné zárodky. Počas rozprašovania sa zeolitové aglomeráty môžu vystaviť kontinuálnemu otáčaniu okolo seba samých podľa metódy typu „snehovej gule“, napríklad v reaktore, vybavenom zotrvačníkom. Takto získané aglomeráty potom majú formu guľôčok.
Sotva sa vytvorili, aglomeráty podliehajú starnutiu pri teplotách vo všeobecnosti medzi 500 a 700 °C a výhodne v oblasti 600 °C. Ako príklady spojív môžeme uviesť kaolín, oxid kremičitý a oxid hlinitý.
Výhodné aglomeráty obsahujú menej než 5 % hmotn. spojiva. Jeden spôsob získania týchto aglomerátov s nízkym obsahom spojiva spočíva v konverzii opísaného spojiva pre aglomeráty na zeolitovú fázu. Na tento účel sa najprv prášok zeolitu LSX aglomeruje so zeolitizovateľným spojivom (napríklad kaolínom alebo metakaolínom), po čom nasleduje zeolitizácia alkalickou maceráciou, napríklad podľa spôsobu, opísaného vo Francúzskej patentovej prihláške č. 97/09283, po čom sa zeolitizované granuly vymenia sodíkom. Je teda ľahké získať podľa tohto vynálezu granuly s titrom najmenej 95 % na 98 % vymeneného zeolitu, ktorý je pozoruhodne efektívny.
Spôsoby uskutočnenia vynálezu
Dekarbonatizačný spôsob podľa tohto vynálezu sa dá uskutočniť ponechaním toku plynu, aby prešiel cez jedno alebo viaceré lôžka adsorbentov, spojených paralelne alebo schopných spojiť adsorpčný krok a dcsorpčný krok (určený na regeneráciu adsorbenta) do cyklickej postupnosti; na priemyselnej úrovni sa spôsob výhodne uskutoční adsorpciou zmenou tlaku (PSA) a výhodne adsorpciou zmenou tlaku a teploty (PTSA). Spôsoby typu PSA a PTSA zahrnujú použitie tlakových cyklov. V prvej fáze lôžko s adsorbentom zabezpečí oddelenie kontaminantu adsorpciou tejto zložky; v druhej fáze sa adsorbent regeneruje znížením tlaku. Pri každom novom cykle je podstatné, aby desorpcia kontaminantu bola čo najúplnejšia a najefektívnejšia tak, aby sa adsorbent vrátil do identického alebo viac-menej identického regenerovaného stavu pri každom novom cykle.
Parciálny tlak CO2, prítomný v toku plynu, vo všeobecnosti nepresahuje 2500 Pa (25 mbar) a výhodne je menši než 1000 Pa (10 mbar).
Aby sa kontinuálne čistil tok plynu, ako je vzduch, určité množstvo lôžok adsorbenta je usporiadané vo všeobecnosti paralelne, ktoré lôžka sa striedavo podrobia adsorpčnému cyklu so stlačením a desorpčnému cyklu s dekompresiou. V PSA a PTSA procesoch cyklus spracovania, ktorému sa podrobí každé lôžko, zahrnuje nasledujúce kroky:
a) prechod toku kontaminovaného plynu do adsorpčnej zóny, zahrnujúcej lôžko adsorbenta, pričom toto lôžko adsorbenta zabezpečuje oddelenie kontaminantu(ov) (v tomto prípade CO2) adsorpciou,
b) desorpciu adsorbovaného CO2 vytvorením tlakového gradienta a postupným znižovaním tlaku v uvedenej adsorpčnej zóne, aby sa CO2 získal späť na vstupe do adsorpčnej zóny;
c) zvýšenie tlaku v uvedenej adsorpčnej zóne zavedením toku čistého plynu cez výstup adsorpčnej zóny.
Teda každé lôžko sa podrobí pracovnému cyklu, zahrnujúcemu fázu vytvorenia čistého plynu, druhú fázu dekompresie a tretiu fázu opätovného stlačenia.
Ak je jediným kontaminantom, ktorý sa má odstrániť z toku plynu, CO2, do adsorpčnej zóny sa umiestni len jedno lôžko adsorbenta, pozostávajúce v podstate z aglomerátov zeolitu NaLSX, ako je definované.
Ak sa má odstrániť viac kontaminantov, adsorpčná zóna potom môže zahrnovať viac lôžok adsorbentov, schopných adsorbovať nechcené nečistoty alebo kontaminanty. Teda aby sme odstránili oxid uhličitý a vodu, ktoré sa nachádzajú vo vzduchu, skombinuje sa vysušovadlo, aby sa adsorbovala voda, ako je oxid hlinitý alebo silikagél, s adsorbentom podľa tohto vynálezu.
Aby sme optimalizovali PSA a PTSA procesy, dekompresná a kompresná fáza v rozličných lôžkach adsorbentov sú synchronizované: ukazuje sa byť zvlášť výhodné, keď sa zavedú kroky vyrovnania tlaku medzi dvoma lôžkami adsorbentov, pričom jedno je v dekompresnej fáze a druhé v rekompresnej fáze.
Počas zavádzania spôsobu podľa tohto vynálezu sú adsorpčné tlaky vo všeobecnosti medzi 20.103 Pa a 20.105 Pa (0,2 a 20 bar) a výhodne medzi 1.105 Pa a 10.10 5 Pa (1 a 10 bar), zatiaľ čo desorpčné tlaky sú vo všeobecnosti medzi 20.102 Pa a 5.105 Pa (0,02 a 5 bar) a výhodne medzi 1.104 Pa a 2.105 Pa (0,1 a 2 bar).
Čo sa týka spôsobu dekarbonatizácie podľa doterajšieho stavu techniky, teploty v adsorpčnej zóne sú vo všeobecnosti medzi 20 a 80 °C a výhodne medzi 30 a 60 °C; v spôsoboch dekarbonatizácie podľa doterajšieho stavu techniky sú regeneračné teploty, potrebné na dosiahnutie dostatočnej regenerácie adsorbenta, typicky od asi 130 do 170 °C, čo robí nevyhnutným zahrievanie adsorbenta a zvyšuje náklady priemyselného závodu.
V porovnaní s doterajším stavom techniky tento vynález ponúka podstatnú ďalšiu výhodu, čo sa týka regenerácie adsorbenta, pretože aby sme dosiahli tú istú účinnosť adsorbenta po jeho regenerácii, musia sa použiť teploty regenerácie medzi 100 a 120 °C a teda sú oveľa nižšie než teploty, ktoré sa používali doteraz.
Príklady uskutočnenia vynálezu
V predložených príkladoch je zeolitom zeolit LSX s pomerom Si/Al = 1, získaný podľa nasledujúceho experimentálneho spôsobu.
a) Príprava zeolitu LSX
Zeolit faujazitového LSX typu s pomerom Si/Al = 1 sa syntetizuje zmiešaním nasledujúcich roztokov:
Roztok A
136 g hydroxidu sodného a 73 g hydroxidu draselného (vyjadrené ako čistá látka) sa rozpustia v 280 g vody. Roztok sa privedie k teplote varu medzi 100 a 115 °C a potom sa rozpustí 78 g oxidu hlinitého. Sotva sa rozpúšťanie skončí, roztok sa ochladí a doplní sa na 570 g vodou, aby sa doplnila odparená voda.
Roztok B
300 g vody a 235,3 g kremičitanu sodného (25,5 % SiO2; 7,75 % Na2O) sa zmiešajú za mierneho miešania. Roztok kremičitanu sa pridá k roztoku oxidu hlinitého v priebehu asi 2 minút za intenzívneho miešania s použitím deflokulačného turbomixéra Rayneriho typu, rotujúceho s 2500 ot./min. (obvodová rýchlosť = 3,7 m/s), a vytvorený gél sa ponechá pri 60 °C 24 hodín bez miešania. Po tomto čase sa pozoruje značná dekantácia, čo je charakteristické pre kryštalizačný proces. Potom sa uskutoční filtrácia s následným premytím s asi 15 ml vody na gram tuhej látky. Táto tuhá látka sa potom vysuší v peci pri 80 °C. Zloženie syntetického gélu je:
NajO-1,3 K2O1 Al2O3-2 SiO2 91 H2O
Chemická analýza tuhej látky, ktorá je výsledkom syntézy, dáva zloženie:
0,77 Na2O-0,23 K2O-2 SiO2-1 A12O3
Rôntgenová difrakčná analýza potvrdzuje, že vytvorený prášok pozostáva z prakticky čistého faujazitu, sprevádzaného stopami zeolitu A, ktorého obsah sa odhaduje na menej než 2 %. Uskutočnilo sa meranie adsorpčnej kapacity pre toluén po kalcinácii pri 550 °C počas 2 hodín pod inertnou atmosférou: zistila sa adsorpčná kapacita 22,5 % pri 25 °C a parciálnom tlaku 50 Pa (0,5 mbar).
Výmena sodíka sa uskutočnila v niektorých postupných výmenách s pomerom kvapalina/tuhá látka (L/S) 10 ml/g, s roztokom chloridu sodného s koncentráciou 1 mol NaCl na liter, pri 90 °C počas 3 hodín, pričom po každej výmene nasledovalo jedno alebo viaceré premytia. Adsorpčné kapacity pre CO2 sa merali po odplynovaní vo vákuu pri 300 °C počas 16 hodín.
Príklad 1
Použitým adsorbentom boli granuly, ktoré sa získali nasledovne z opísaného LSX prášku.
42,5 g (vyjadrené ako kalcinovaný ekvivalent), 7,5 g vláknitého ílu (vyjadrené ako kalcinovaný ekvivalent), 1 g karboxymetylcelulózy a dostatok vody, aby sa dalo uskutočniť pretláčanie vo forme extrudátov s priemerom 1,6 mm a dĺžkou asi 4 mm, sa zmieša spolu. Extrudáty sa vysušia pri 80 °C a potom sa kalcinujú pri 550 °C počas 2 hodín pod inertnou atmosférou.
Tabuľka 1 uvádza dosiahnuté výsledky vo vyjadrení cez adsorpčná kapacitu pre CO2 (v cm3/g) pri 25 °C a pri rôznych tlakoch CO2, pre granuly zeolitu NaLSX, aglomerovaného s 15 % spojiva a ktorého stupeň výmeny sodíka je premenlivý. Jednoznačne ukazujú hodnotu NaLSX adsorbenta s vysokým stupňom výmeny sodíka pre odstraňovanie oxidu uhličitého pri nízkych parciálnych tlakoch.
Tabuľka 1
Stupeň výmeny sodíka | Tlak | ||
200 Pa (2 mbar) | 500 Pa (5 mbar) | 1000 Pa (10 mbar) | |
94,5 % | 25 | 37,2 | 45,5 |
97,5 % | 29,2 | 40,3 | 47,8 |
99,5 % | 32,5 | 42 | 49 |
Je jasne vidieť, že zlepšenie vo vyjadrení cez kapacitu jc väčšie pre nízke tlaky než pre vysoké tlaky.
Príklad 2
Použitým adsorbentom boli granuly (zeolitizované), ktoré sa získali z LSX prášku, ako je opísané.
Prášok zeolitu LSX z príkladu 1 sa použil s aglomerovaním so zmesou ílu montmorillonitového typu (15 %), ílu kaolinitového typu (85 %), malého množstva karboxymetylcelulózy a vody. Len čo sa pretláčanie dokončilo, uskutočnilo sa sušenie pri 80 °C a kalcinácia pri 500 °C počas 2 hodín pod inertnou atmosférou, ktorá neobsahovala vodnú paru.
g týchto aglomerátov sa ponorilo do 17 ml roztoku hydroxidu sodného s koncentráciou 220 g/1 na čas 3 hodín pri 95 °C. Aglomeráty sa potom postupne premyli štyrikrát ponorením do vody v podiele 20 ml/g.
Merania adsorpčnej kapacity toluénu sa uskutočnili pri opísaných podmienkach a zistili sa nasledujúce hodnoty: Aglomerovaný LSX (nespracovaný) 20,2 %
Aglomerovaný LSX (spracovaný NaOH) 22,4 %
Táto hodnota adsorpcie toluénu odráža skutočnosť, že látka adsorbenta pozostáva z viac než 95 % zeolitu. Tieto výsledky odrážajú dobrú účinnosť zeolitových látok podľa tohto vynálezu a tiež odrážajú vyššiu kryštalinitu LSX, získaného zeolitizáciou s hydroxidom sodným. Vysoko rozlíšené NMR spektrum kremíka ukazuje, že pomer Si/Al v kryštálovej štruktúre sa rovná 1,01.
Tabuľka 2 uvádza dosiahnuté výsledky vo vyjadrení cez adsorpčná kapacitu pre CO2 (v cm3/g) pri rôznych parciálnych tlakoch CO2 pre granuly zeolitu NaLSX, obsahujúceho 5 % zeolitizovaného spojiva a ktorého stupeň výmeny sodíka je premenlivý.
Claims (9)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Spôsob dekarbonatizácie tokov plynu, výhodne vzduchu, kontaminovaných CO2, vyznačujúci sa t ý m , že tok plynu, ktorý sa má vyčistiť, sa v adsorpčnej zóne privedie do styku s najmenej jedným adsorbentom, pozostávajúcim v podstate zo zeolitu typu NaLSX s pomerom Si/Al od 1 do 1,15, vymeneného sodíkom na stupeň výmeny väčší alebo rovnajúci sa 98 %, pričom stupeň výmeny je vyjadrený ako pomer medzi počtom iónov sodíka a počtom atómov hliníka v tetraédrickej polohe a zvyšok výmennej kapacity je obsadený iónmi draslíka, aglomerovaným so spojivom, pričom obsah zvyškového inertného spojiva v adsorbente je menší alebo rovnajúci sa 20 % hmotn.
- 2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že obsah zvyškového inertného spojiva v aglomerovanej zeolitovej zmesi nie je väčší než 5 % hmotn.
- 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m , že sa uskutoční adsorpciou s kolísaním tlaku (PSA) a výhodne adsorpciou s kolísaním tlaku a teploty (PTSA).
- 4. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že zeolit X má pomer Si/Al rovnajúci sa L
- 5. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že adsorpčné tlaky sú medzi 1.105 a 10.105 Pa (1 a 10 bar) a desorpčné tlaky sú medzi 1.104 a 2.1O5 Pa(0,l a2bar).
- 6. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že zahrnuje cyklus spracovania, ktorý zahrnuje nasledovné kroky:a) prechod toku kontaminovaného plynu do adsorpčnej zóny, zahrnujúcej lôžko adsorbenta, pričom toto lôžko adsorbenta zabezpečuje oddelenie kontaminantu(ov) adsorpciou,b) desorpciu adsorbovaného CO2 vytvorením tlakového gradienta a postupným znižovaním tlaku v uvedenej adsorpčnej zóne, aby sa CO2 získal späť na vstupe do adsorpčnej zóny;c) zvýšenie tlaku v uvedenej adsorpčnej zóne zavedením toku čistého plynu cez výstup adsorpčnej zóny.
- 7. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa t ý m , že adsorbent sa regeneruje pri teplote medzi 100 a 120 °C.
- 8. Spôsob čistenia vzduchu, kontaminovaného CO2 a H2O, vyznačujúci sa tým, že tok plynu, ktorý sa má vyčistiť, sa privedie v adsorpčnej zóne do styku s najmenej jedným sušiacim činidlom, výhodne na báze oxidu hlinitého, a najmenej s jedným adsorbentom, pozostávajúcim v podstate zo zeolitu typu NaLSX s pomerom Si/Al od 1 do 1,15, vymeneného sodíkom na stupeň výmeny väčší alebo rovnajúci sa 98 %, pričom stupeň výmeny je vyjadrený ako pomer medzi počtom iónov sodíka a počtom atómov hliníka v tetraédrickej polohe, zvyšok výmennej kapacity je obsadený iónmi draslíka, aglomerovaného so spojivom, pričom obsah zvyškového inertného spojiva v adsorbente je menší alebo rovnajúci sa 20 % hmotn.
- 9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa t ý m , že zahrnuje uskutočnenie cyklu spracovania, ktorý zahrnuje nasledovné kroky:a) prechod toku kontaminovaného plynu do adsorpčnej zóny, zahrnujúcej lôžko so sušiacim činidlom a lôžko adsorbenta podľa nároku 1,b) desorpciu adsorbovaného CO2 vytvorením tlakového gradienta a postupným znižovaním tlaku v uvedenej adsorpčnej zóne, aby sa CO2 získal späť na vstupe do adsorpčnej zóny;c) zvýšenie tlaku v uvedenej adsorpčnej zóne zavedením toku čistého plynu cez výstup adsorpčnej zóny.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9802819A FR2775617B1 (fr) | 1998-03-09 | 1998-03-09 | Decarbonatation de flux gazeux au moyen d'adsorbants zeolitiques |
PCT/FR1999/000497 WO1999046031A1 (fr) | 1998-03-09 | 1999-03-04 | Decarbonatation de flux gazeux au moyen d'adsorbants zeolitiques |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK13272000A3 SK13272000A3 (sk) | 2001-04-09 |
SK285328B6 true SK285328B6 (sk) | 2006-11-03 |
Family
ID=9523792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK1327-2000A SK285328B6 (sk) | 1998-03-09 | 1999-03-04 | Spôsob dekarbonatizácie toku plynu |
Country Status (22)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7608134B1 (sk) |
EP (1) | EP1062022B1 (sk) |
JP (1) | JP4087060B2 (sk) |
KR (1) | KR100580340B1 (sk) |
CN (1) | CN1127367C (sk) |
AR (1) | AR019835A1 (sk) |
AU (1) | AU742832C (sk) |
BR (1) | BR9908607B1 (sk) |
CA (1) | CA2322981C (sk) |
CZ (1) | CZ295899B6 (sk) |
DE (1) | DE69903410T2 (sk) |
DK (1) | DK1062022T3 (sk) |
EA (1) | EA002045B1 (sk) |
ES (1) | ES2182558T3 (sk) |
FR (1) | FR2775617B1 (sk) |
MY (1) | MY118219A (sk) |
NO (1) | NO317783B1 (sk) |
PL (1) | PL193807B1 (sk) |
SK (1) | SK285328B6 (sk) |
TW (1) | TW555587B (sk) |
WO (1) | WO1999046031A1 (sk) |
ZA (1) | ZA991844B (sk) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2800995B1 (fr) * | 1999-10-05 | 2002-01-04 | Ceca Sa | Adsorbants zeolitiques, leur procede d'obtention et leur utilisation pour la decarbonation de flux gazeux |
EP1142622B1 (en) * | 2000-04-04 | 2006-06-21 | Tosoh Corporation | Method of adsorptive separation of carbon dioxide |
FR2832141B1 (fr) * | 2001-11-14 | 2004-10-01 | Ceca Sa | Procede de purification de gaz de synthese |
US7300899B2 (en) | 2002-01-22 | 2007-11-27 | Zeochem, Llc | Lithium exchanged zeolite X adsorbent blends |
JP2004202393A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 二酸化炭素の脱着方法 |
JP2004202408A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-22 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 吸着体及びそれを用いた二酸化炭素の大容量連続除去方法 |
FR2863909B1 (fr) * | 2003-12-22 | 2006-05-26 | Ceca Sa | Methode de purification de flux gazeux pollue par co2 et hydrocarbure(s) et/ou oxyde(s) d'azote par adsorbant zeolitique agglomere |
DE102004020450A1 (de) * | 2004-04-27 | 2005-11-24 | Nouhad Bachnak | Verbrennungsmotor/Turbinentriebwerk |
CN1795979B (zh) * | 2004-12-23 | 2010-11-10 | 韩国电力公社 | 高强度干式再生用co2吸附剂 |
KR100879312B1 (ko) * | 2007-05-25 | 2009-01-19 | 주식회사 애니텍 | 이산화탄소 흡착제의 제조방법 |
FR2925478B1 (fr) * | 2007-12-20 | 2009-12-18 | Ceca Sa | Zeolite de type lsx a granulometrie controlee |
DE102008046155B4 (de) | 2008-03-03 | 2017-01-26 | Chemiewerk Bad Köstritz GmbH | Verfahren zur Herstellung eines Adsorptionsmittelgranulates |
US8680344B2 (en) | 2011-01-25 | 2014-03-25 | Zeochem Llc | Molecular sieve adsorbent blends and uses thereof |
FR2973809B1 (fr) * | 2011-04-08 | 2015-11-13 | Ceca Sa | Utilisation de zeolithes pour la stabilisation d'huiles |
FR2973717B1 (fr) | 2011-04-08 | 2013-03-29 | Ceca Sa | Procede de reduction de l'acidite totale de compositions frigorigenes |
US8449654B2 (en) * | 2011-08-22 | 2013-05-28 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method and apparatus for the supply of dry gases |
US9073001B2 (en) * | 2013-02-14 | 2015-07-07 | The Boeing Company | Monolithic contactor and associated system and method for collecting carbon dioxide |
KR101555149B1 (ko) | 2014-07-08 | 2015-10-07 | 포항공과대학교 산학협력단 | Zsm-25 제올라이트를 이용한 이산화탄소의 선택적 분리방법 |
FR3025789B1 (fr) * | 2014-09-12 | 2018-04-20 | Arkema France | Agregats de nanocristaux de zeolithes |
JP6837023B2 (ja) * | 2018-03-02 | 2021-03-03 | Jfeスチール株式会社 | ガス分離方法 |
FR3078897B1 (fr) * | 2018-03-18 | 2022-05-06 | Arkema France | Procede de decarbonatation de flux gazeux |
CN109482145A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-19 | 山东华泰纸业股份有限公司 | 一种微纳米级除碳吸附剂的制备方法 |
KR102576919B1 (ko) | 2023-06-27 | 2023-09-11 | 가스테크(주) | 압축공기 내 수분 및 이산화탄소 제거 시스템 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2882244A (en) * | 1953-12-24 | 1959-04-14 | Union Carbide Corp | Molecular sieve adsorbents |
DE2016838C3 (de) * | 1970-04-09 | 1983-03-24 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur Herstellung von granulierten, abriebfesten, bindemittelfreien Molekularsiebzeolithen |
GB8421918D0 (en) * | 1984-08-30 | 1984-10-03 | Bp Chem Int Ltd | Selective adsorption of carbon dioxide |
GB8713405D0 (en) * | 1987-06-09 | 1987-07-15 | Laporte Industries Ltd | Purification of gases |
US5156657A (en) * | 1990-03-29 | 1992-10-20 | The Boc Group, Inc. | Process for pre-purification of air for separation |
JP3066430B2 (ja) * | 1991-12-10 | 2000-07-17 | 東ソー株式会社 | ゼオライトx型成形体の製造方法 |
US5531808A (en) * | 1994-12-23 | 1996-07-02 | The Boc Group, Inc. | Removal of carbon dioxide from gas streams |
US5906675A (en) * | 1997-09-30 | 1999-05-25 | The Boc Group, Inc. | Air purification process |
US5914455A (en) * | 1997-09-30 | 1999-06-22 | The Boc Group, Inc. | Air purification process |
FR2773499B1 (fr) * | 1998-01-14 | 2000-02-11 | Air Liquide | Procede de purification par adsorption de l'air avant distillation cryogenique |
CA2264418C (en) * | 1998-03-12 | 2002-05-14 | Adeola Florence Ojo | Removal of carbon dioxide from gas streams |
-
1998
- 1998-03-09 FR FR9802819A patent/FR2775617B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-03-04 CN CN99803798A patent/CN1127367C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-04 EA EA200000735A patent/EA002045B1/ru not_active IP Right Cessation
- 1999-03-04 AU AU32583/99A patent/AU742832C/en not_active Ceased
- 1999-03-04 US US09/623,801 patent/US7608134B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-03-04 WO PCT/FR1999/000497 patent/WO1999046031A1/fr active IP Right Grant
- 1999-03-04 CA CA2322981A patent/CA2322981C/fr not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-04 PL PL99342878A patent/PL193807B1/pl unknown
- 1999-03-04 KR KR1020007009989A patent/KR100580340B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-03-04 JP JP2000535440A patent/JP4087060B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-04 DK DK99939170T patent/DK1062022T3/da active
- 1999-03-04 ES ES99939170T patent/ES2182558T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-04 BR BRPI9908607-7A patent/BR9908607B1/pt not_active IP Right Cessation
- 1999-03-04 CZ CZ20003286A patent/CZ295899B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1999-03-04 SK SK1327-2000A patent/SK285328B6/sk not_active IP Right Cessation
- 1999-03-04 EP EP99939170A patent/EP1062022B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-04 DE DE69903410T patent/DE69903410T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-08 ZA ZA9901844A patent/ZA991844B/xx unknown
- 1999-03-08 MY MYPI99000844A patent/MY118219A/en unknown
- 1999-03-09 AR ARP990100995A patent/AR019835A1/es active IP Right Grant
- 1999-03-09 TW TW088103633A patent/TW555587B/zh not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-09-05 NO NO20004418A patent/NO317783B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5608184B2 (ja) | ゼオライト吸着剤、それを得る方法およびガス流から炭酸塩を除去するための使用 | |
US7608134B1 (en) | Decarbonating gas streams using zeolite adsorbents | |
CN1107529C (zh) | 在低温蒸馏前通过吸附将空气净化的方法 | |
JP4382885B2 (ja) | 水素精製でのpsa法の改良 | |
JP5036925B2 (ja) | 凝集ゼオライト吸着剤と、その製造方法および工業ガスの非極低温分離での利用 | |
US4943304A (en) | Process for the purification of bulk gases using chabazite adsorbents | |
JPH08266844A (ja) | ガス流からの二酸化炭素除去方法 | |
JPH0794004B2 (ja) | 改良された空気分離圧力変動式吸着法 | |
WO2007005398A2 (en) | Silver-exchanged zeolites and methods of manufacture therefor | |
US6878657B2 (en) | Process for the preparation of a molecular sieve adsorbent for the size/shape selective separation of air | |
JPH0373334B2 (sk) | ||
MXPA00008749A (en) | Decarbonating gas streams using zeolite adsorbents |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees |
Effective date: 20150304 |